一種電焊機及其恒流控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電焊機及其恒流控制電路，該恒流控制電路包括脈沖驅動模塊；電流給定模塊，用于產(chǎn)生焊接電流給定信號，并將所述電流給定信號進行反向比例放大；電流反饋模塊，用于對電焊機的原邊電流進行采樣以獲取電流反饋信號；PI調節(jié)模塊，用于將電流反饋信號與反向比例放大后的電流給定信號進行疊加，并進行PI調節(jié)；斜波補償模塊，用于對電流反饋信號進行斜波補償；脈寬調制模塊，用于根據(jù)PI調節(jié)后的信號與斜波補償后的信號產(chǎn)生PWM信號，并將所述PWM信號輸出至所述脈沖驅動模塊。實施本發(fā)明的技術方案，電路結構簡單、成本低。
【專利說明】一種電焊機及其恒流控制電路

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電弧焊接領域，尤其涉及一種電焊機及其恒流控制電路。

【背景技術】
[0002]電焊機是利用正負兩極在瞬間短路時產(chǎn)生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料，來達到使它們結合的目的。電焊機相當于一個大功率的變壓器。
[0003]目前，現(xiàn)有電焊機通過采用分流器或霍爾傳感器采樣二次側直流電流并進行反饋來進行恒流控制，但這種恒流控制電路的電路結構復雜、成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述電路結構復雜、成本高的缺陷，提供一種電焊機及其恒流控制電路，電路簡單、成本低。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種電焊機的恒流控制電路，包括脈沖驅動模塊，所述恒流控制電路還包括:
[0006]電流反饋模塊，用于對電焊機的原邊電流進行采樣以獲取電流反饋信號；
[0007]電流給定模塊，用于產(chǎn)生焊接電流給定信號，并將所述電流給定信號進行反向比例放大；
[0008]？1調節(jié)模塊，用于將電流反饋信號與反向比例放大后的電流給定信號進行疊加，并進行調節(jié)；
[0009]斜波補償模塊，用于對電流反饋信號進行斜波補償；
[0010]脈寬調制模塊，用于根據(jù)？I調節(jié)后的信號與斜波補償后的信號產(chǎn)生？麗信號，并將所述？麗信號輸出至所述脈沖驅動模塊。
[0011〕 在本發(fā)明所述的電焊機的恒流控制電路中，所述恒流控制電路還包括:
[0012]軟啟動模塊，用于對所述脈寬調制模塊進行軟啟動。
[0013]在本發(fā)明所述的電焊機的恒流控制電路中，所述恒流控制電路還包括:
[0014]電源模塊，用于為所述脈寬調制模塊提供工作電壓。
[0015]在本發(fā)明所述的電焊機的恒流控制電路中，所述電流給定模塊包括:第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、電位器和第一運放，其中，第一電阻、電位器和第三電阻依次串聯(lián)在高電平和地之間，所述第二電阻的第一端連接所述第一電阻和電位器的連接點，所述第二電阻的第二端連接所述第一運放的反相輸入端，所述第一運放的同相輸入端接地，所述第四電阻連接在所述第一運放的反相輸入端和輸出端之間，所述第五電阻的第一端連接所述第一運放的輸出端。
[0016]在本發(fā)明所述的電焊機的恒流控制電路中，所述電流反饋模塊包括:二極管整流橋、二極管、第六電阻、第七電阻和第二運放，其中，所述二極管整流橋的兩個輸入端接入電焊機的原邊電流，所述二極管整流橋的正輸出端通過所述第六電阻接所述第二運放的同相輸入端，所述第二運放的反相輸入端連接其輸出端，所述二極管的正極連接所述第二運放的輸出端，所述二極管的負極連接所述第七電阻的第一端。
[0017]在本發(fā)明所述的電焊機的恒流控制電路中，所述PI調節(jié)模塊包括:第三運放、第八電阻、第一電容，其中，所述第三運放的反相輸入端分別連接所述第五電阻的第二端和所述第七電阻的第二端，所述第三運放的同相輸入端接地，所述第八電阻的第一端連接所述第三運放的反相輸入端，所述第八電阻的第二端通過所述第一電容接所述第三運放的輸出端。
[0018]在本發(fā)明所述的電焊機的恒流控制電路中，所述PI調節(jié)模塊還包括:第九電阻、第十電阻和第二電容，其中，所述第九電阻的第一端連接所述第三運放的輸出端，所述第九電阻的第二端通過所述第十電阻接地，所述第二電容并聯(lián)在所述第十電阻的兩端，所述第九電阻的第二端還連接所述脈寬調制模塊的誤差放大器同相輸入端。
[0019]在本發(fā)明所述的電焊機的恒流控制電路中，所述斜波補償模塊包括:第四運放、第十一電阻、第十二電阻，其中，所述第四運放的同相輸入端連接所述脈寬調制模塊的三角波輸出端，所述第四運放的反相輸入端連接其輸出端，所述第十一電阻的第一端連接所述二極管整流橋的正輸出端，所述第十二電阻的第一端連接所述第四運放的輸出端，所述第十一電阻的第二端和所述第十二電阻的第二端分別連接所述脈寬調制模塊的電流檢測比較器同相輸入端。
[0020]在本發(fā)明所述的電焊機的恒流控制電路中，所述軟啟動模塊包括第十三電阻、第十四電阻、第三電容，其中，所述第十三電阻的第一端接地，所述第十三電阻的第二端連接所述脈寬調制模塊的軟啟動端，所述第十三電阻的第二端還通過所述第十四電阻接所述脈寬調制模塊的軟啟動電容接入端，所述第三電容連接在所述脈寬調制模塊的軟啟動電容接入端和地之間。
[0021 ] 本發(fā)明還構造一種電焊機，包括以上所述的恒流控制電路。
[0022]實施本發(fā)明的技術方案，采用電焊機的原邊電流作為電流反饋信號，并將其與電流給定信號進行PI調節(jié)，然后送入脈寬調制模塊。同時，在對電流反饋信號進行斜波補償后也送入脈寬調制模塊。脈寬調制模塊根據(jù)PI調節(jié)后的信號及斜波補償后的信號產(chǎn)生PWM信號，并送入脈沖驅動模塊。由于采用電焊機的原邊電流作為電流反饋信號，可省去分流器和霍爾傳感器，因此該恒流控制電路結構簡單、成本較低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0024]圖1是本發(fā)明電焊機的恒流控制電路實施例一的邏輯圖；
[0025]圖2是本發(fā)明電焊機的恒流控制電路實施例二的電路圖。

【具體實施方式】
[0026]圖1是本發(fā)明電焊機的恒流控制電路實施例一的邏輯圖，該恒流控制電路包括:脈寬調制模塊1、電流給定模塊4、電流反饋模塊5、斜波補償模塊6、PI調節(jié)模塊7和脈沖驅動模塊8，其中，電流給定模塊4用于產(chǎn)生焊接電流給定信號，并將所述電流給定信號進行反向比例放大；電流反饋模塊5用于對電焊機的原邊電流進行采樣以獲取電流反饋信號；PI調節(jié)模塊7用于將電流反饋信號與反向比例放大后的電流給定信號進行疊加，并進行PI調節(jié)；斜波補償模塊6用于對電流反饋信號進行斜波補償；脈寬調制模塊1用于根據(jù)？1調節(jié)后的信號與斜波補償后的信號產(chǎn)生？麗信號，并將所述？麗信號輸出至脈沖驅動模塊8。
[0027]該實施例的恒流控制電路在進行恒流控制時，采用電焊機的原邊電流作為電流反饋信號，并將其與電流給定信號疊加后進行？I調節(jié)，然后送入脈寬調制模塊。同時，在對電流反饋信號進行斜波補償后也送入脈寬調制模塊。脈寬調制模塊根據(jù)？I調節(jié)后的信號及斜波補償后的信號產(chǎn)生？麗信號，并送入脈沖驅動模塊。由于采用電焊機的原邊電流作為電流反饋信號，可省去分流器和霍爾傳感器，因此該恒流控制電路結構簡單、成本較低。
[0028]圖2是本發(fā)明電焊機的恒流控制電路實施例二的電路圖，該實施例的恒流控制電路除包括脈寬調制模塊1、電流給定模塊4、電流反饋模塊5、斜波補償模塊6、？1調節(jié)模塊7和脈沖驅動模塊8外，還包括電源模塊2和軟啟動模塊3，其中，電源模塊2用于為脈寬調制模塊1提供工作電壓；軟啟動模塊3用于對脈寬調制模塊1進行軟啟動。
[0029]下面結合圖2具體說明每個模塊的電路結構:
[0030]脈寬調制模塊1選用電流型脈寬調制器VI。
[0031]在電流給定模塊4中，電阻67、電位器乂町和電阻四依次串聯(lián)在高電平和地之間，電阻狀的第一端連接電阻87和電位器乂町的連接點，電阻狀的第二端連接運放128的反相輸入端，運放[28的同相輸入端接地，電阻810連接在運放[28的反相輸入端和輸出端之間，電阻[1的第一端連接運放似8的輸出端。
[0032]在電流反饋模塊5中，二極管01、02、03、04組成二極管整流橋，該二極管整流橋的兩個輸入端接入電焊機的原邊電流，該二極管整流橋的負輸出端接地，電阻財和電容07分別連接在該二極管整流橋的正負輸出端之間。該二極管整流橋的正輸出端還通過電阻尺5接運放口2(:的同相輸入端，運放口2(:的反相輸入端連接其輸出端，二極管05的正極連接運放口2(:的輸出端，二極管05的負極連接電阻冊的第一端。
[0033]在？I調節(jié)模塊7中，運放似八的反相輸入端分別連接電阻[1的第二端和電阻冊的第二端，運放八的同相輸入端接地，電阻[2的第一端連接運放八的反相輸入端，電阻尺12的第二端通過電容⑶接運放八的輸出端。電阻[3的第一端連接運放八的輸出端，電阻[3的第二端通過電阻814接地，電容011并聯(lián)在電阻[4的兩端，電阻[3的第二端還連接脈寬調制器仍的誤差放大器同相輸入端(腳5〉。另外，電容012連接在運放似八的同相輸入端和反相輸入端之間，運放似八的兩個電源端分別接高電平0(:0，而且，電容⑶、010分別連接在運放八的兩個電源端和地之間。
[0034]在斜波補償模塊6中，運放口20的同相輸入端連接脈寬調制器口 1的三角波輸出端(腳8)，運放似0的反相輸入端連接其輸出端，電阻[5的第一端連接二極管整流橋的正輸出端，電阻[6的第一端連接運放似0的輸出端，電阻[5的第二端和電阻[6的第二端分別連接脈寬調制器VI的電流檢測比較器同相輸入端(腳4)。
[0035]在軟啟動模塊3中，電阻以的第一端接地，電阻以的第二端連接脈寬調制器口 1的軟啟動端(腳1)，電阻以的第二端還通過電阻…接脈寬調制器仍的軟啟動電容接入端(腳2)，電容⑶連接在脈寬調制器VI的軟啟動電容接入端和地之間。另外，電容⑶連接在所述電阻以的第二端和地之間。
[0036]在電源模塊2中，脈寬調制器口 1的電源端連接高電平電容01、02連接在脈寬調制器仍的電源端和地之間，電阻町的第一端連接脈寬調制器仍的電源端，電阻尺1的第二端連接脈寬調制器Ul的輸出級偏置電壓輸入端(腳13)，電容C3、C4連接在脈寬調制器Ul的輸出級偏置電壓輸入端和地之間。
[0037]另外，脈寬調制器Ul的兩個輸出端(腳11、14)分別連接脈沖驅動模塊8的兩個輸入端，該脈寬調制器Ul的兩個輸出端輸出兩路相位相差180度且有一定死區(qū)的PWM信號。
[0038]下面說明該電焊機的恒流控制電路的工作原理:
[0039]脈寬調制器Ul在工作時由高電平VCC供電，且通過調整電阻R17、電容C13的值來調整脈寬調制器Ul的工作頻率。而且，在脈寬調制器Ul不工作時，其軟啟動端由內(nèi)部電路鎖電位至OV ;在脈寬調制器Ul工作時，其軟啟動電容接入端輸出高電平，此時，其軟啟動端的電壓由該高電平經(jīng)電阻R2、R3分壓提供，所以，在脈寬調制器Ul剛開始工作時，其軟啟動端的電壓由OV慢慢升至一個穩(wěn)定電壓，軟啟動的時間由電容C5、電阻R3決定。
[0040]電焊機的原邊電流經(jīng)二極管整流橋整流，再經(jīng)電阻R4、電容C7濾波后，送入運放U2C進行信號跟隨，從而產(chǎn)生電流反饋信號。高電平(VCC)經(jīng)電阻R7、電位器VR1、電阻R9分壓后，送入運放U2B進行反向比例放大，從而產(chǎn)生反向比例放大后的電流給定信號。反向比例放大后的電流給定信號與電流反饋信號進行疊加，然后送入由運放U2A、電阻R12、電容CS組成的比例積分電路進行PI調節(jié)，PI調節(jié)后的信號再經(jīng)電阻R13、R14分壓及電容Cll濾波后送入脈寬調制器Ul的誤差放大器同相輸入端。
[0041]同時，電流反饋信號和脈寬調制器Ul的三角波輸出端所輸出信號進行斜波補償后，送入脈寬調制器Ul的電流檢測比較器同相輸入端。然后，脈寬調制器Ul內(nèi)部的誤差放大器對其同相輸入端輸入的信號進行放大后，送入脈寬調制器Ul內(nèi)部的電流檢測比較器的反相輸入端，脈寬調制器Ul內(nèi)部的電流檢測比較器將其與斜波補償后的信號進行比較，并根據(jù)比較結果使脈寬調制器Ul的兩輸出端輸出相位相差180度，且有一定死區(qū)的PWM信號。當電流給定信號不變，電焊機的輸出電流發(fā)生波動時，電流反饋信號也會發(fā)生變化，脈寬調制器Ul輸出的PWM信號的占空比就會相應變化，從而使電焊機保持恒流輸出。
[0042]另外，本發(fā)明還構造一種電焊機，該電焊機包括以上所述的恒流控制電路。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種電焊機的恒流控制電路，包括脈沖驅動模塊，其特征在于，所述恒流控制電路還包括: 電流反饋模塊，用于對電焊機的原邊電流進行采樣以獲取電流反饋信號； 電流給定模塊，用于產(chǎn)生焊接電流給定信號，并將所述電流給定信號進行反向比例放大； PI調節(jié)模塊，用于將電流反饋信號與反向比例放大后的電流給定信號進行疊加，并進行PI調節(jié)； 斜波補償模塊，用于對電流反饋信號進行斜波補償； 脈寬調制模塊，用于根據(jù)PI調節(jié)后的信號與斜波補償后的信號產(chǎn)生PWM信號，并將所述PWM信號輸出至所述脈沖驅動模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的電焊機的恒流控制電路，其特征在于，所述恒流控制電路還包括: 軟啟動模塊，用于對所述脈寬調制模塊進行軟啟動。
3.根據(jù)權利要求1所述的電焊機的恒流控制電路，其特征在于，所述恒流控制電路還包括: 電源模塊，用于為所述脈寬調制模塊提供工作電壓。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的電焊機的恒流控制電路，其特征在于，所述電流給定模塊包括:第一電阻(R7)、第二電阻(R8)、第三電阻(R9)、第四電阻(R10)、第五電阻(R11)、電位器(VRl)和第一運放(U2B)，其中，第一電阻(R7)、電位器(VRl)和第三電阻(R9)依次串聯(lián)在高電平和地之間，所述第二電阻(R8)的第一端連接所述第一電阻(R7)和電位器(VRl)的連接點，所述第二電阻(R8)的第二端連接所述第一運放(U2B)的反相輸入端，所述第一運放(U2B)的同相輸入端接地，所述第四電阻(RlO)連接在所述第一運放(U2B)的反相輸入端和輸出端之間，所述第五電阻(Rll)的第一端連接所述第一運放(U2B)的輸出端。
5.根據(jù)權利要求4所述的電焊機的恒流控制電路，其特征在于，所述電流反饋模塊包括:二極管整流橋、二極管(D5)、第六電阻(R5)、第七電阻(R6)和第二運放(U2C)，其中，所述二極管整流橋的兩個輸入端接入電焊機的原邊電流，所述二極管整流橋的正輸出端通過所述第六電阻(R5)接所述第二運放(U2C)的同相輸入端，所述第二運放(U2C)的反相輸入端連接其輸出端，所述二極管(D5)的正極連接所述第二運放(U2C)的輸出端，所述二極管(D5)的負極連接所述第七電阻(R6)的第一端。
6.根據(jù)權利要求5所述的電焊機的恒流控制電路，其特征在于，所述PI調節(jié)模塊包括:第三運放(U2A)、第八電阻(R12)、第一電容(CS)，其中，所述第三運放(U2A)的反相輸入端分別連接所述第五電阻(Rll)的第二端和所述第七電阻(R6)的第二端，所述第三運放(U2A)的同相輸入端接地，所述第八電阻(R12)的第一端連接所述第三運放(U2A)的反相輸入端，所述第八電阻(R12)的第二端通過所述第一電容(CS)接所述第三運放(U2A)的輸出端。
7.根據(jù)權利要求6所述的電焊機的恒流控制電路，其特征在于，所述PI調節(jié)模塊還包括:第九電阻(R13)、第十電阻(R14)和第二電容(Cll)，其中，所述第九電阻(R13)的第一端連接所述第三運放(U2A)的輸出端，所述第九電阻(R13)的第二端通過所述第十電阻(R14)接地，所述第二電容(Cll)并聯(lián)在所述第十電阻(R14)的兩端，所述第九電阻(R13)的第二端還連接所述脈寬調制模塊的誤差放大器同相輸入端。
8.根據(jù)權利要求7所述的電焊機的恒流控制電路，其特征在于，所述斜波補償模塊包括:第四運放(U2D)、第十一電阻(R15)、第十二電阻(R16)，其中，所述第四運放(U2D)的同相輸入端連接所述脈寬調制模塊的三角波輸出端，所述第四運放(U2D)的反相輸入端連接其輸出端，所述第十一電阻(R15)的第一端連接所述二極管整流橋的正輸出端，所述第十二電阻(R16)的第一端連接所述第四運放(U2D)的輸出端，所述第十一電阻(R15)的第二端和所述第十二電阻(R16)的第二端分別連接所述脈寬調制模塊的電流檢測比較器同相輸入端。
9.根據(jù)權利要求2所述的電焊機的恒流控制電路，其特征在于，所述軟啟動模塊包括第十三電阻(R2)、第十四電阻(R3)、第三電容(C6)，其中，所述第十三電阻(R2)的第一端接地，所述第十三電阻(R2)的第二端連接所述脈寬調制模塊的軟啟動端，所述第十三電阻(R2)的第二端還通過所述第十四電阻(R3)接所述脈寬調制模塊的軟啟動電容接入端，所述第三電容(C6)連接在所述脈寬調制模塊的軟啟動電容接入端和地之間。
10.一種電焊機，其特征在于，包括權利要求1-9任一項所述的恒流控制電路。
【文檔編號】B23K9/095GK104308330SQ201410397601
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權日:2014年8月13日
【發(fā)明者】苗華偉 申請人:深圳市綠能芯科技有限公司